Regional metamorfisme inkluderer enhver metamorf proces, der forekommer over en stor region. Det er derfor den mest udbredte og almindelige type metamorfisme. Der er tre grundlæggende typer regional metamorfisme, nemlig begravelse, ocean-ridge og den orogene regionale metamorfisme.
Gravmetamorfisme
Gravmetamorfisme påvirker for det meste sedimentære lag i sedimentære bassiner som et resultat af komprimering på grund af nedgravning af sedimenter ved overliggende sedimenter. Når temperaturen stiger med dybden, bidrager både p og T til metamorfisme. Metamorfisme forekommer langs en mere eller mindre stabil geotermisk gradient; de resulterende metamorfe mineralsamlinger er kendetegnet ved lave omkrystallisationstemperaturer og fravær eller reduceret tilstedeværelse af deformationsfunktioner. Gravmetamorfisme af sedimentære klipper er kun løst relateret til orogene processer ved pladegrænser (“anorogen”) og kan også forekomme i pladeinteriør.
Ocean-ridge metamorphism
Ocean-ridge metamorphism finder sted ved mid-oceanic ridges som reaktion på havbunden spredning. Den pladetektoniske indstilling er derfor kendetegnet ved et divergerende pladegrænseregime. Denne metamorfisme tilskrives den høje varmestrøm og intense væskecirkulation, der forekommer langs oceaniske højder. Resulterende metamorfe klipper inkluderer normalt grønsten og amfibolitter, dvs.de lave og mellemstore metamorfe ækvivalenter af oceanisk basalt. For at omdanne basalt til grønsten eller amfibolitter skal H2O indføres i klipperne, hvilket betyder, at hydrotermisk cirkulation af væsker gennem havskorpen er påkrævet.
Orogen metamorfisme
Orogen metamorfisme er den mest almindelige tye af metamorfisme. Det forekommer almindeligvis i øbuer og nær kontinentale margener, fordi orogene bælter typisk dannes ved konvergerende pladegrænser. Forståelse af orogen metamorfisme fører til forståelsen af den termiske, begravelses-og erosionscyklus for enhver orogeni.
der er tre hovedkarakteristika for en sådan type metamorfisme. For det første er der en række orogene processer, der finder sted ved forskellige konvergente pladegrænser. Disse inkluderer blandt andet geotektoniske indstillinger, oceanisk øbue, havkontinent og kontinent-kontinent kollisioner, som hver har karakteristiske termiske, begravelses-og erosionsprofiler. For det andet kan prækollisionelle geometrier af den kontinentale margen være ret forskellige og spænder fra bred, passiv, “Atlanterhavstype” margen til små ekstensionsbassiner med rygbue. Langt om længe, arten og varigheden af interaktion mellem skorpe og kappe bestemmer mængden og timingen af orogen varmestrøm, påtrængende begivenheder med tilhørende varmefordeling i skorpen, og opgravningshastigheder. Alle disse faktorer vil sandsynligvis afvige fra det ene orogene bælte til det næste. Klassiske orogneiske metamorfe provinser inkluderer Alperne i Centraleuropa, Appalachian Mountains i det østlige Nordamerika og Andesbjergene i det vestlige Sydamerika.
Orogen metamorfisme involverer stort set samtidig deformation som følge af sammentrækningsspænding under konvergens af litosfæriske plader i subduktionsområdet og omkrystallisation som følge af p-t-stigninger i den fortykkede skorpe. Øgede temperaturer i orogener skabes, fordi geotermer tilpasser sig skorpen, der gradvist fortykkes af kontraktlige overtruster og folder, magmatisk underplating og stabling af vulkanske aflejringer. Temperaturen er generelt tilstrækkelig høj i den nedre skorpe til at forårsage delvis smeltning og dannelse af calc – alkaliske magmas. Disse vil stige op i den lave skorpe og størkne som granitoidplutoner. Isostatisk hævning og efterfølgende erosion under og efter orogeni kan udsætte skorpen af metamorfe og plutoniske klipper.
Orogener udvikler sig typisk over hundreder af millioner af år og oplever mere eller mindre diskrete impulser af deformation eller tektoniske begivenheder relateret til ændringer i karakter af konvergerende oceaniske plader og deres konvergenshastigheder. Opvarmning af skorpen kan ledsage disse impulser eller forekomme en anden gang, men kan også forekomme i forskellige episoder. Følgelig, regionale Terraner i orogener udvikler sig typisk gennem flere episoder med deformation og omkrystallisation, hver af disse begivenheder varer flere millioner år.
metamorfisme og geotermisk gradient. Sekvensen af metamorfe facies observeret i ethvert metamorf terræn afhænger af den geotermiske gradient. Temperatur-trykdiagrammet viser fordelingen af tre tre hovedtyper af metamorfe facies-serier.
kontakt Facies-serien (meget lav-P); Buchan eller Abukuma Facies-serien (lav-P regional) ; Barrovian Facies-serien (mellem-P regional); Sanbagas Facies-serien (høj-P, moderat-T); Franciscan Facies-serien (høj-P, lav T).
den høje P/T-serie forekommer typisk i subduktionsområder, hvor “normale” isotermer er deprimeret af subduktion af kølig litosfære hurtigere, end den kan ækvilibrere termisk
medium p/T-serien er karakteristisk for almindelige orogene bælter (Barrovian type).
den lave P/T-serie er karakteristisk for orogene bælter med høj varmestrøm (Buchan-eller Abukuma-type), riftområder eller kontaktmetamorfisme.
hvis vi således kender facierne af metamorfe klipper i en region, kan vi bestemme, hvad den geotermiske gradient må have været på det tidspunkt, hvor metamorfismen opstod. Dette er forholdet mellem geotermisk gradient og metamorfisme.